电子燃料对船舶和飞机脱碳的潜力

C企业合P伙企业B董事会 电子燃料对船舶和飞机脱碳的潜力 企业合伙企业董事会报告 电子燃料对船舶和飞机脱碳的潜力 企业合伙企业董事会报告 国际运输论坛 国际运输论坛是一个有64个成员国的政府间组织。它是运输政策的智囊团，并组织运输部长年度峰会。ITF是唯一涵盖所有运输方式的全球机构。ITF在政治上是自治的，并在行政上与经合组织整合。 ITF致力于改善人们生活的运输政策。我们的使命是加深对运输在经济增长，环境可持续性和社会包容中的作用的理解，并提高运输政策的公众形象。 ITF组织全球对话，以改善运输。我们作为所有运输方式的政策问题的讨论和预谈判的平台。我们分析趋势，分享知识，促进运输决策者和民间社会之间的交流。ITF年度峰会是世界上最大的运输部长聚会，也是全球领先的运输政策对话平台。 论坛的成员是:阿尔巴尼亚、亚美尼亚、阿根廷、澳大利亚、奥地利、阿塞拜疆、白俄罗斯、比利时、波斯尼亚和黑塞哥维那、保加利亚、柬埔寨、加拿大、智利、中国(人民共和国)，哥伦比亚、克罗地亚、捷克共和国、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、格鲁吉亚、德国、希腊、匈牙利、冰岛、印度、爱尔兰、以色列、意大利、日本、哈萨克斯坦、韩国、拉脱维亚、列支敦士登、立陶宛、卢森堡、马耳他、墨西哥、摩尔多瓦共和国、蒙古 、黑ft、摩洛哥、荷兰、新西兰、北马其顿、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、俄罗斯联邦、塞尔维亚、斯洛伐克共和国、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、阿拉伯联合酋长国、乌兹别克斯坦 关于企业合伙企业董事会 企业伙伴关系委员会（CPB）是国际运输论坛的平台，旨在与私营部门互动，并以商业视角丰富全球运输政策讨论。ITF公司合作伙伴关系委员会的成员是：AB英博，空中客车，安联合作伙伴，阿尔斯通，亚马逊，阿美 ，抵达，AtoCrypt，博世，CEiiA，克鲁斯，Eel，埃克森美孚，现代，Iberdrola，KaaoMobility，米其林，MottMacDoald，NXP，PTV集团，RATP集团，劳斯莱斯，壳牌，西门子，Spea工程，TierMobility，TotalEergies，丰田，Trcet，Uber，法雷奥，沃伊，沃尔沃汽车和沃尔沃集团。 免责声明 这项工作的资金由ITF公司合伙理事会提供。本报告由ITF秘书长负责出版。它没有受到ITF或经合组织成员国的审查，也不一定反映他们的官方观点或公司合伙理事会成员的观点。 引用这项工作：ITF（2023），“电子燃料对船舶和飞机脱碳的潜力”，国际运输论坛政策文件，第111号，经合组织出版社，巴黎。 Acknowledgements 本报告的作者是国际运输论坛（ITF）的AdreasKopf，TillBse和MatteoCraglia。作者要感谢以下个人在审查过程中的贡献和有见地的评论：PierpaoloCazzola（加州大学戴维斯分校），ElizabethCoelly(IteratioalEergyAgecy,IEA),IsabelGomezBeral(Iberdrola),ChristophKedlbacher(RobertBoschAG),OjiKo(丰田汽车公司),PageKyle(太平洋西北国家实验室,PNNL),FraciscoLaveróSimavilla(Iberdrola),Toy 该报告基于原创性研究，并建立在2022年4月1日与ITF企业伙伴关系委员会（CPB）成员和外部嘉宾组织的专家研讨会上进行的讨论之上。 在ITF，归功于SharonMasterson和MariaSantosAlfageme为研讨会的组织做出的贡献，以及LaurenChester为她的宝贵作品复制了草稿。 本报告的工作是在CPB发起和资助的一个项目的背景下进行的。CPB项目旨在从业务角度丰富政策讨论。它们是在CPB成员公司发现运输政策中的新兴问题或运输系统的创新挑战的地区推出的。在ITF的领导下，由CPB成员公司，外部专家和ITF工作人员组成的工作组合作开展工作。 该项目由MatteoCraglia和TillBunsen管理。SharonMasterson管理CPB及其活动。 TABLEOFCONTENTS 目录 执行摘要7 导言10 什么是电子燃料？12 海上电子燃料：氢，氨和电子甲醇13 氢气14 氨14 E-甲醇14 航空电子燃料：电子煤油和氢气15 电子煤油15 氢气16 非碳基电子燃料的技术经济障碍17 制氢17 在航运中部署氢和氨18 技术挑战18 安全和环境问题19 经济挑战和扩大规模的障碍20 航空中的氢21 飞机需求和挑战21 机场要求和挑战21 对机场和航空公司的经济影响22 碳基电子燃料24 碳捕集技术24 费托工艺和甲醇合成26 费托工艺26 甲醇合成27 流程集成27 碳基电子燃料的经济障碍27 电子燃料的排放强度30 碳基燃料的圆形度30 电子燃料的生命周期排放33 可再生电力的规模需要34 支持电子燃料的政策框架36 监管框架可以引导电子燃料的市场增长36 碳定价36 燃料混合任务和低碳燃料标准37 金融工具可以将资本引导到新兴的电子燃料部门38 在航空中推广电子燃料的政策40 在海上运输中推广电子燃料的政策43 附注44 附件A.讲习班与会者名单53 TABLEOFCONTENTS 数字 图1.生产电子燃料的途径12 图2.估计泄漏率的氨价值链20 图3.飞机，最先进的直接空中捕获单元和飞机之间的尺寸比较 太阳能电池板25 图4.矿物燃料的圆度32 图5.不同碳排放下不同航空和海运燃料的生命周期温室气体排放量 输入电力的强度34 Tables 表1.与最常用的化石燃料相比，电子燃料的可行性13 表2.协助脱碳技术投资的金融工具38 表3ReFuelEUAviation41下拟议的可持续航空燃料混合目标 盒子 方框1.现有港口基础设施可协助部署海上电子燃料18方框2.航空生态系统正在为第一架氢能飞机23做准备方框3.直接空气捕获的物理尺度25 方框4.扩大电子燃料规模的行业伙伴关系28 方框5.电子甲醇脱碳运输的能量要求35 方框6.解除氢气生产成本降低：《降低通货膨胀法》39 缩写和首字母缩略词 CAPEX 资本支出 CCU 碳捕获和利用 CCS 碳捕获和封存/储存 CORSIA 国际航空碳抵消和减少计划 DAC 直接空气捕获 EU 欧洲联盟 ETS 排放交易系统 FT 费托 GHG 温室气体 ICAO 国际民用航空组织 IMO 国际海事组织 ITC 投资税收抵免 LCFS 低碳燃料标准 PTC 生产税收抵免 PtL 动力到液体 R&D 研究与开发 SAF 可持续航空燃料 执行摘要 我们做了什么 本报告研究了电燃料（电子燃料）对长途航空和海运脱碳的潜力。氢、氨、电子甲醇或电子煤油等电子燃料可以由可再生能源和原料生产，在这两种模式下部署比直接电气化更经济。该分析评估了与电子燃料生产技术和原料选择相关的挑战和机遇，以确定使电子燃料更便宜和最大限度地减少排放的优先事项。该研究还探讨了这两个部门部署电子燃料的运营要求，以及政府如何协助采用低碳燃料。 我们发现 电子燃料主要使用电力作为能源来生产,可以显著减少这些难以脱碳行业的排放。 海运和航空在摆脱化石燃料方面面临着类似的障碍。这两个部门在国际旅行中使用的燃料免税。它们在国际竞争中的暴露使政府无法实施增加运营商成本的单方面规则。缺乏燃油税意味着燃料价格不能适当反映飞机和船舶燃烧化石燃料造成的环境破坏。缺乏税收也是为什么新型低碳燃料没有成本竞争力，没有额外的政策干预就无法进入市场的原因之一。 电子燃料有两个家族。首先是基于碳的电子燃料，例如电子煤油和电子甲烷。它们可以与现有车辆和基础设施兼容，只需进行相对较小的修改。下游使用的好处与上游生产的挑战形成鲜明对比。要被认为是低碳的，碳基电子燃料必须使用来自大气的可再生氢和碳原料生产。碳原料将保持昂贵，直到廉价的低碳能源变得广泛可用 。替代碳原料可以从工业点源获得,但仅提供有限的脱碳益处。这些因素意味着其他形式的低碳液体燃料，如可持续生物燃料，在转型期间可能会成为更具成本竞争力的低碳解决方案。然而，即使是可持续的生物燃料在航运和航空业的市场份额也很低。例如，可持续航空燃料仅占当今煤油使用量的0.1％。可持续生物燃料还面临许多其他部门的竞争需求。 第二类电子燃料是非碳基燃料，如氢和氨。与碳基电子燃料相比，这些燃料相对容易生产。它们通常也更便宜 。然而，它们在使用中处理起来要困难得多，并且与现有的船舶和飞机技术不兼容。要成为可行的选择，非碳基燃料需要复杂的运输和加油。 由于非碳基燃料不是与现有技术和基础设施兼容的燃料，它们的采用可能会很慢，因为这取决于燃料的可用性和车队的周转。 Hydrogenrequiresdedicatedtransportandhighlyspecialisedfueltankson-board.Ammoniaavoidessomeoftheseadvantagesandcouldthusbemoresuitableasashippingfuel.Furtherresearchisneededtounderstandnon-CO2与氨作为海上燃料的生产、分配和使用相关的气候和环境影响。CO2氨的排放好处可以被燃烧产生的反应性氮排放完全抵消。避免这种情况需要高效的后处理技术和减少逃逸性排放。严格的监测系统可能是必要的。氨在泄漏事件中也可能导致环境灾难，因此必须制定严格的安全准则。 氢飞机必须满足非常严格的安全和性能要求才能成为可行的选择。可行性研究表明，它们可以服务于中短程飞行。飞机制造商已经宣布计划在2030年代引入使用这种技术的飞机。然而，还需要额外的技术开发。 如今，低碳电子燃料的生产尚未达到商业规模。成本很高，技术处于相对较早的阶段。为了取代航运和航空中大量使用的化石燃料，产量将需要迅速增加，只有在有针对性的政府支持下才能实现。可再生发电量必须增加，以跟上燃料生产资产的需求。电解器和碳捕获技术必须在降低成本方面取得进展，并能够从直接空气捕获或CO的生物来源获得真正可再生的碳原料来源。2. 电子燃料的大量使用至少需要十年才能实现。即使这也将取决于坚实的政策支持，以缩小与传统化石燃料的价格差距。考虑到扩大生产能力所涉及的时间范围，从中期来看，电子燃料可能仍然是稀缺资源。与此同时，政府和公司不应忽视减少可避免旅行的举措，提高船舶和飞机的能源效率，并将运输需求转向更节能的模式，例如从航班到高铁。 我们推荐什么 为航运和航空引入碳定价 由于飞机和轮船的高成本，目前几乎没有财务激励来使用替代燃料。全球或区域的碳定价，可能辅之以不足或低碳燃料标准，可以帮助解决这一金融障碍。碳定价提案还可能需要包括平衡其对国家影响的机制。以这种方式产生的收入可用于推动航空和海事部门采用低碳燃料和提高能源效率。 通过有针对性的政策扩大低碳电子燃料的生产 各国政府必须确保投资支持对一系列燃料的初始需求增长，直到对其个人长期可行性和成本竞争力有了更明确的认识。然而，所有替代燃料的广泛的技术中立法规将不足以扩大电子燃料的规模，因为它们目前的市场准备程度低于其他燃料。有针对性的援助和激励计划。 维持电子燃料技术的发展必须从今天开始，尽管电子燃料可能只会在长期内占据重要的市场份额。供应方的激励措施应针对电子燃料生产，并支持车辆技术的研究和开发，以实现其吸收。对于新兴的电子燃料，将任务与特定目标或会计机制中的临时乘数效应相结合可以帮助推动其最初的采用。非投用电子燃料需要定制的车辆技术和加油基础设施。在特定运输走廊上使用这些燃料的试点项目可以帮助开发技术，同时限制早期基础设施的部署。 加快电解槽和可再生发电能力的部署 廉价和大量生产电子燃料取决于通过电解扩大可再生能源发电和氢气生产能力，以及推进燃料生产工艺和技术。各国政府应优先部署这些技术，以使现有的氢需求脱碳，并逐步淘汰发电中的化石燃料，因为进入的财务障碍低于制造电子燃料。这